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隨著互聯網的發展，越來越多的水墨畫出現在網絡中。如何方便地檢索和分類水墨畫成為近年來科學研究的熱點。中國畫不同于西方的藝術，其形成借助于中國的毛筆，墨汁，水和色彩。由于中國畫主要是以線為造型之基礎，而西方畫強調用光表現物體神態活現，這就使中西繪畫在造型手段上有明顯之分別[1-2]。所以一些已有的針對西方畫的研究不能直接用于水墨畫的分析中。近年來，一些文獻對中國畫進行了研究。高眾等[3]通過提取顏色和紋理特征，區分國畫和非國畫，并將國畫進一步分類為工筆、寫意、勾勒、設色四種表現形式。Jiang等[4-5]以顏色直方圖、顏色連續向量、紋理特征、邊緣尺寸直方圖等作為低級圖像特征，用C4.5決策樹的方法來區分國畫和非國畫，并采用ESH和AC相結合的方法，運用SVM將國畫進一步分類為工筆和寫意。但是，由于水墨畫不用色或少用色，故以上基于顏色特征提取的分類算法，不適合針對水墨畫的研究。呂鵬[6]學習水墨作品各個局部的技法風格特征，并將這種特征賦予另外一幅畫，體現出被賦予的“藝術風格特征”。而本文注重研究水墨畫的整體藝術風格分類，故該方法也不適用。本文提出一種利用計算機分類檢索技術，通過圖像處理的手段提取水墨畫的藝術風格特征的算法，以智能地識別和分類畫家水墨畫的藝術風格。
2水墨畫藝術風格分析
無論是西方油畫還是中國畫的藝術珍品，都蘊藏著藝術家獨特個性的構圖理念或者典型筆畫的創作風格。在西方藝術畫中，許多印象派大師都是根據典型的一筆或幾個筆畫，形成了自己獨特的創作風格。例如，梵高運用其獨特的點彩畫法來表現與世界之間的一種極度痛苦但又非常真實的關系。再比如，法國新印象派畫家修拉用小圓點和純點進行點彩的方法進行繪畫，形成了其代表性的筆觸風格[1]。同樣地，許多中國藝術家也都具有其標志性的獨特筆觸特征。鄭板橋和劉旦宅雖然同畫竹子，但其藝術風格迥異。劉旦宅畫竹，融工筆、線描、潑墨為一體，古樸脫俗。鄭板橋繪墨竹的風格，忽濃忽淡，干濕并用。畫瘦葉、小葉多用中鋒，肥葉則多用側鋒[1]。因此針對水墨畫自身特點的藝術風格分析在圖像分類的研究中尤為重要。對書畫作者來說，每個人由于執筆方式、書畫習慣、運筆的遲速輕重、筆鋒的轉折變化以及墨色的濃淡干濕等各不相同，都會形成其獨特的筆墨性格和形態。
3水墨畫整體藝術風格特征提取及分析
3.1基于灰度直方圖的整體風格分析
近年來，基于顏色的藝術作品檢索和分類被廣泛研究。但考慮到以下因素，本章只采用像素的亮度信息，作為圖像分類的基礎。（1）由于大多數水墨畫不用色或少用色，強調“墨即是色”，突出水墨互滲所造成的豐富的表現效果，以體現自然的意趣，故顏色在水墨畫分類研究中不是一個必要因素。（2）即使水墨畫中會用到顏色，也只是有限幾種顏色，無法充分提供畫家的風格特征。（3）由于水墨畫歷史悠久，創作時間早，放置時間長久會使顏色發生扭曲。（4）排除顏色因素，而只采用灰度直方圖進行分類，便于觀測該算法的運行效果。綜上，為剔除顏色的影響，首先對輸入的水墨畫進行灰度變換的預處理。水墨畫的風格特征主要表現在筆墨技法、形象、字體、構圖等方面，它與特定的書畫方式、工具材料、思想文化等有關。對書畫作者來說，每個人由于執筆方式、書畫習慣、運筆的遲速輕重、筆鋒的轉折變化以及墨色的濃淡干濕等各不相同，都會形成其獨特的筆墨性格和形態。水墨畫非常講究空白的布置和物體的“氣勢”，既用焦點透視法，也用散點透視法；既有嚴守真實的畫面空間和布白，也有打破真實按構圖需要而平列的空間和布白。這些留白的特點和獨特的“氣勢”都是通過整幅畫卷的筆墨分布情況來具體體現出來的[1，7]。因此，研究水墨畫的筆墨力度分布特征可以很好地捕捉和分析不同畫家的整體水墨畫藝術風格。中國畫家主要依靠不同的線條力度，或者以輕重緩急筆觸所表現出的層次豐富的布局，在他們的作品中表達不同的外觀和情感。筆觸的力度、寬度、分布密度等信息能夠用來辨別藝術風格，比如一件藝術作品的筆觸是否細膩、粗獷或是整齊劃一。因此，在判別藝術家風格時筆觸信息起著決定性作用，不同藝術家用墨方式的不同決定了他們的筆觸力度等信息千差萬別。受到圖像處理技術相關文獻的啟發[8-12]，進行了實證研究，通過提取簡單的灰度直方圖代表整體的特征。發現灰度直方圖能有效描述筆畫力度分布信息、空白的布置和物體的“氣勢”，在中國畫的自動分類方面有很好的應用潛力，圖1顯示不同藝術家整體風格有明顯差異。徐悲鴻和劉旦宅在灰度級230~250附近出現明顯的波峰值，驗證了他們的構圖風格中習慣使用大塊的留白。另外，徐悲鴻作畫最具代表性的特點是其擅用手畫曲線的技術在馬的頭、頸、腹部、腿、蹄用厚重濃密的筆觸進行勾勒，力透紙背。這一點與圖1中灰度級為10附近徐悲鴻的曲線中有明顯的小波峰相吻合，印證了徐悲鴻擅用著墨力度大、粗線條的筆觸用墨汁勾勒出精確的輪廓。相比之下，黃公望作畫基本不留白，如圖2（c）所示，黃公望用墨呈現出一種精細分散的均勻分布態勢，這恰恰與他的用墨風格相吻合。黃公望作畫喜好用平滑的線條，大范圍的潑墨，書法的風格寫意，巖石形狀豎直、平行，水面紋理細膩。綜上分析，直方圖能夠很好地反映出不同藝術家藝術風格的差異。基于以上的實驗分析，本文提出一種基于灰度直方圖的水墨畫整體風格特征提取的方法。此算法從整體的著墨力度、筆畫分布、畫面布局信息來描述一幅水墨畫的整體特征，并依據此特征進行不同藝術家間的分類。具體算法如下：令{R1R2RiRT}表示在圖像亮度標度范圍[0，255]內的T個灰度級，水墨畫整體特征提取如下：Himage={C1C2CT}W′H（1）Ci是灰度級為Ri亮度標度范圍內的圖像中的像素數，W′H代表圖像尺寸。T控制直方圖灰度級個數，即整體特征提取的維數，由實驗本文取T=60得到較好的特征便于分類。
3.2BP神經網絡訓練
神經網絡是為了逼近期望的決策函數。Hornik等[13]已經證明，三層網絡在隱層中使用S型傳輸函數，在輸出層中使用線性傳輸函數，就幾乎可以以任意精度逼近任何感興趣的函數，只要隱層中有足夠的單元可以使用。由此，本文選擇三層網絡的BP神經網絡模型。下面確定每一層的神經元節點數。首先考慮輸出層輸出的數據，風格學習系統的輸出數據個數為1，即輸出某個畫家標簽。由于輸出數據個數與輸出層個數相等，故本文得到輸出層的神經節點數為1。在實際應用時，綜合考慮計算速度、誤差等因素后，以精度要求作為網絡性能評估指標，確定一個合理的網絡節點數[14-15]。實驗中，隱含層節點數按以下公式計算。pk=pm+pn+c（2）上式中，pk為隱含層節點數，pm為輸入數據個數，pn為輸出層節點數，c為常數，通常c=1210。為了計算隱層節點數，需要先確定輸入數據的個數。輸入數據（即特征提取器抽取的特征參數集合）的個數pm=60，pn=1，可以通過公式（2）得出pk=7816。利用BP神經網絡對國畫藝術風格研究通過兩個階段實現：（1）根據選擇的具有代表性的水墨畫訓練集樣本數據，對BP網絡進行訓練。（2）將訓練好的BP網絡作為藝術風格分類器對測試集中的水墨畫進行藝術風格分類。
4實驗結果及分析
為了評估本文提出的算法，建立了水墨畫數據庫，其數據全部采集自天津美術學院，并從數據庫中隨機選取5位畫家每人40幅進行分類實驗，從元朝至現代時期包括徐悲鴻，吳昌碩，黃公望，鄭板橋，劉旦宅五位藝術家。其中對每一個畫家，其所有水墨畫被分成對等的兩部分，分別作為訓練數據和測試數據，從而保證實際的測試中，輸入的水墨畫是分類器沒有學習過的。另外值得注意的是，在構建神經網絡過程中，增加隱層節點數可以減少訓練誤差，但超過13以后測試誤差產生波動，即泛化能力發生變化。根據經驗，綜合比較各個神經網絡的訓練誤差和測試誤差，決定隱層節點數選用13。下面專門考察隱層節點數為13的神經網絡本文采用查準率和查全率來評價算法的執行結果。為給出較全面的實驗結果，除了利用BP神經網絡（ANN），本文還對其他兩種常用的機器學習方法包括決策樹（C4.5）和支持向量機（SVM）進行測試和對比實驗，如表1所示。由表1分析可知，基于直方圖提取出的整體技法風格特征描述符能夠有效地識別和分類中國畫。對比實驗結果表明在此實驗中基于ANN方法所取得的查準率0.766和查全率0.74，均優于其他兩種被比較的分類器。另一方面，為了驗證算法的通用性，實驗數據意加入了一些藝術家畫同種類事物的水墨畫作品，如圖2（b）和圖2（c）所示，分別為劉旦宅和黃公望的山水畫，雖然作品內容相近，但兩位畫家由于不同的用筆技法體現出不同的風格特征。如圖3所示，基于直方圖的特征提取算法能夠很好地描述出兩位畫家的不同作畫風格。黃公望的山水畫皴點多而墨不費，設色重而筆不沒，這與圖3中灰度級150附近黃公望的曲線出現明顯波峰值相吻合。而劉旦宅在灰度級30和240附近出現波峰值，印證了他融工筆、線描、潑墨為一體的作畫風格。實驗表明，本文提出的算法對不同畫家內容相似的作品也具有很好的識別能力，驗證了算法的通用性。
5結論
關鍵詞 現代社會 學生 自身素質 藝術素養 自身培養
中圖分類號：G455 文獻標識碼：A
1 現代社會對學生自身素質要求
當今的藝術世界是一個充滿挑戰、矛盾、抗爭和變革的世界。處于這個歷史時空的中國傳統繪畫教育，也正以多元的價值追求和空前的形態變化策應著洶涌澎湃的文化沖突、波瀾壯闊的社會變革和起伏跌宕的藝術思潮。千百年來，中國傳統繪畫教育在時代的文化大潮和中華民族后代的學習與成長中發揮著舉足輕重的作用，它的發展與生存關系到我們傳統文化的繁榮與興盛；繼承與創新，所以，無論作為中國傳統繪畫的教育者，還是學者，都必須擔負起這個傳統文化體系的研究工作和教育改革，以便使中國傳統繪畫教育的當代性具有更為正確的理性分析。
審視20世紀以來的中國傳統繪畫教育，其生存的境遇幾經沉浮，在近代內外交困的中國政治現狀中，傳統的中國繪畫藝術深受西方強勢文化的沖擊，隨之而來的狀況則是廢除傳統，質疑教育。于是，中國傳統繪畫藝術的教育開始模仿西式教育而進行素描、色彩等西方藝術教育模式，中國傳統繪畫藝術的根本被義無反顧地拋棄了，這一狀況的改變也殃及了文化教育的方方面面，其影響是可想而知的。然而，在藝術上有著真知灼見的進步藝術家們并沒有為之而消沉，他們主張“以15世紀以前的中國畫”為體，“取歐畫寫形之精，以補我國之短”這一理論來繼續著中國畫教育的“新文化美術”之路。20世紀70年代末至80年代初，以傳統水墨為載體的中國畫教育，開始以抵制既有的被神圣化了的創造方法為標志的“85美術思潮”為教學主體思想。
面對現代社會對學生自身素質的要求，高校藝術教育致力于解決現當代文化思潮多元發展下的傳統文化弘揚發展問題，在此基礎上進一步闡明高校藝術生對于自身藝術素養的培養的重要性和發揚傳統文化藝術的特殊使命和意義，為提高國民的文化藝術素養，廓清藝術發展思路作一份貢獻。
2 學生藝術素養自身的培養
傳統繪畫思想是學生藝術素養培養的必由之路。中國傳統文化在21世紀有非常大的潛力，鞭辟入里，博大精深。老師既要把正確的觀念灌輸給學生，又要保持教學的穩定性和把握一定的依據性，讓學生學有所長和學有所依，從而增加對傳統文化的興趣。怎么看待傳統，也是藝術教學中要明確的問題。藝術的發展只有根植在傳統文化的土壤里才能得到創新和發展，所以傳統并不會束縛學生的創造，反而會提高學生的藝術素養，這樣才能讓學生具有健康的人格和高尚的情操，成為符合時代需要的人才。
基于現代社會對學生自身素質的要求，對教師培養好學生的使命要求有所提高，特別是對學生藝術素養自身的培養，這就需要老師在傳統藝術教學中對學生藝術素質及基本技能培養進行精心設計，其具體參照表1。從舉措一覽表中可見，評價內容從評價項目、評價方法兩方面來展開。其中，評價項目包括多讀書、廣聞見、有胸襟、勤習苦四項；評價方法包括靜態分析、形成性評價、動態分析、終結性評價四種。靜態評價的評價內容包括如下，藝術論文寫作水平（多讀書：即通過多讀書提高藝術論文寫作水平），藝術批評與審美、藝術作品鑒賞水平（廣聞見：即通過多讀多看多聽所思考來提高藝術批評水平與審美、藝術作品鑒賞能力），道家哲學思想與現代藝術創作的融合（有胸襟：即找出傳統文化及現代藝術的互補之處來加以融合），作業數量及藝術作品質量的通過率（勤習苦：即通過大量的練習來提高藝術作品質量），即在特定時空現實狀態下的評價為靜態評價；同時，更重要的是動態評價，即對被評價者的過去與現在進行比較，注意學生的發展，動態評價的評價內容包括如下，文化知識、理論水平（多讀書：即通過多讀書提高藝術文化水平），分析及解決藝術問題方面（廣聞見：即通過多看多聽增強分析及解決藝術問題的能力），藝術認知力度及創作力度（有胸襟：即通過學習傳統文化來加大藝術認知力度及創作力度），專業技能水平（勤習苦：即通過勤奮苦練促進專業技能的增長）。
形成性評價指在教學過程中為改進教與學而提供頻繁信息反饋而進行的評價。①它所包括的評價內容有，所學生需讀的書有：古今論畫之書（如各種畫論等書籍）、金石碑帖、古人詩歌、筆記小說四部分；開闊學生的見聞：文人之神悟（意境）、作家之繩墨（規矩）、習俗之移人（群眾需要）、師傳之墨守、氣質之褊弊、家法之淵源、物理之探究（造化與事物之規律）、地壤之區分（所居地區山川之不同）；加大學生的胸襟：不貪浮華、輕視圖財、心無俗憂、自擬先哲（以前賢為榜樣）；培養學生的品德；朝夕染翰（早晚練習作畫）、多觀名跡、著意臨摹、到處寫生、力祛褊弊（努力除去褊狹陳舊的成見）。
總結性評價（終結性評價）是一門課程或一個學期結束后，為判斷學生是否達到教學目標或評定教學方法的有效性而對教學結果作出的綜合總結和成績評定。②在終結性評價中，主要體現鑒定功能，以課程目標為參考。③它所包括的評價內容有：增加學生的勤習苦練：考察學生素質、學養、格調、文化、境界的綜合，實現量的積累；考察學生吸收、繼承、體悟、理解、分析的藝術學習態度之綜合能力；考察學生人格魅力、執著精神、謙虛為學的思想品德及行為操守；考察學生學習興趣、眼界、技能及創新的個人發展能力。
通過以上舉措一覽表可見：傳統藝術教育對學生藝術素質及基本技能培養符合現代社會賦予高等藝術學生的時代新要求。在藝術形式百花齊放的現當代社會，各種藝術思潮層出不窮，學生學習藝術傳統必然會很好地廓清藝術發展的思路，同時更好地對不同的藝術形式進行正確的鑒賞，從而提高自己的藝術素養。
藝術理論教學有利于學生綜合藝術素質的培養。學生在藝術技能的學習中重視傳統文化及繪畫理論的學習，能很好地將實踐技能與理論相結合，更好地指導實踐，同時也更進一步提高學生的綜合文化水平和藝術修養。
注釋